UA61059C2

UA61059C2 - A process for thermal treatment of rails

Info

Publication number: UA61059C2
Application number: UA98010240A
Authority: UA
Inventors: Dmytro Kuzmych Nesterov; Valerii Yevhenovych Sapozhkov; Serhii Ivanovych Dehtiarov; Oleksandr Vasyliovyc Halushkin
Original assignee: Ukrainian State Res Inst Of Me
Priority date: 1998-01-15
Filing date: 1998-01-15
Publication date: 2003-11-17

Abstract

A process for thermal treatment of rails consists in connecting the rails in a continuos thread with elastic bending rails, heating under tempering the rails heads with high frequency currents in the direction of overall length. Heating under tempering is carried out in two stages, at the first stage heating is carried out to 1050-1100 °С, thereafter short-term intermediary subcooling to the temperature of 820-860 °С is carried out for 10-25 s, at the second stage heating to 920-980 °С is carried out with stabilization thereof. After the second stage of heating primary cooling to 480-380 °С is carried out with changeable rate and self-tempering. The self-tempering is carried out in the temperature range of 520-400 °С for 55-90 s, thereafter the secondary cooling is carried out. While secondary cooling rails are bent along the curve with a maximum curvature on the base in the heating and cooling zone to the value providing equalizing residual stresses arising in the rail head while thermal treatment.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід стосується металургійної промисловості і може бути використаний під час виробництва 2 термооброблених рейок або профільного прокату підвищеної експлуатаційної стійкості.The invention relates to the metallurgical industry and can be used during the production of 2 heat-treated rails or profile rolled products of increased operational stability.

Відомий спосіб термічної обробки рейок (див. авторське свідоцтво СРСР Мо1434774, С2101/78), який включає нагрівання головки рейки під загартування по періодам з постійною витратою охолоджувача в кожному періоді, в першому періоді охолоджувач подають до моменту досягнення на поверхні головки температури початку перетворення аустеніту в сорбіт, потім здійснюють охолодження на повітрі і поновляють подачу охолоджувача 70 тільки після досягнення на поверхні головки рейки температури, відповідної максимальній швидкості перетворення аустеніту в сорбіт.There is a known method of heat treatment of rails (see USSR copyright Mo1434774, C2101/78), which includes heating the rail head for hardening in periods with a constant flow of coolant in each period, in the first period the coolant is supplied until the temperature of the beginning of austenite transformation is reached on the surface of the head into sorbitol, then they are cooled in air and the supply of coolant 70 is resumed only after the temperature corresponding to the maximum rate of transformation of austenite into sorbitol is reached on the surface of the rail head.

Загальними ознаками для аналога і заявляємого об'єкту є нагрів головки рейки під загартування для аустенізації й охолодження поверхні головки по періодам.Common features for the analogue and the claimed object are the heating of the head of the rail for hardening for austenization and cooling of the surface of the head in periods.

Одержання потрібного технічного результату при використанні аналога неможливо тому, що переривання 72 подавання охолоджувача на головку рейки після першого періоду охолодження з отриманням структури сорбіту з наступним охолодженням на повітрі до температури, що відповідає максимальній швидкості перетворення в сорбіт, призводить до того, що по глибині загартованого шару головки рейки формується структура різного ступеню дисперсності та великої твердості. Так після першого періоду охолодження головки на глибині 2-4мм від поверхні, твердість знаходиться в межах НРС 37-36, а потім при наступному охолодженні на повітрі в голівці рейки на глибині 5-Умм утворюється структура сорбітоподібного перліту із зниженою твердістю НРС 33-31, після чого при охолодженні на другому періоді з максимальною швидкістю на глибині 10-11мм формується дисперсна структура високої твердості в межах НРС 41-42. Такий нерівномірний розподіл твердості по глибині загартованого шару головки призводить до утворення структури різного ступеня дисперсності та твердості, отже й утворенню різних показників механічних властивостей, а також високого градієнту макро- та мікронапруг, що с негативно позначається на експлуатаційній стійкості рейок у відношенні стійкості до спрацьованості і Ге) контактно-утомленостної міцності.Obtaining the desired technical result when using an analogue is impossible because the interruption 72 of the supply of coolant to the head of the rail after the first cooling period with obtaining the structure of sorbitol, followed by cooling in air to the temperature corresponding to the maximum rate of transformation into sorbitol, leads to the fact that the depth of the hardened a structure of varying degrees of dispersion and high hardness is formed in the layer of the rail head. Thus, after the first cooling period of the head at a depth of 2-4 mm from the surface, the hardness is within the limits of NRS 37-36, and then during the next cooling in air in the head of the rail at a depth of 5 mm, a structure of sorbitol-like pearlite with a reduced hardness of NRS 33-31 is formed, after which, upon cooling in the second period at the maximum speed at a depth of 10-11 mm, a dispersed structure of high hardness is formed within the limits of NRS 41-42. Such an uneven distribution of hardness along the depth of the hardened layer of the head leads to the formation of a structure of varying degrees of dispersion and hardness, and therefore to the formation of various indicators of mechanical properties, as well as a high gradient of macro- and micro-stresses, which negatively affects the operational stability of the rails in terms of resistance to failure and Ge) contact fatigue strength.

Найбільш близьким за технічною сутністю до способу, що заявляють є вибраний як найближчий аналог (даліна) спосіб термічної обробки рейок (див. авторське свідоцтво СРСР Мо819185, 07.04.1981р.) включаючий зеднаня рейок в безперервну нитку, пружний згин, нагрів під загартування струмами високої частоти головки о рейки по всій довжині, охолодження водоповітряною сумішшю й самовідпускання при безперервно послідовному переміщенні рейкової нитки крізь рейкогартувальну машину.The closest in terms of technical essence to the claimed method is the method of heat treatment of rails chosen as the closest analogue (valley) (see USSR copyright certificate Mo819185, 04.07.1981) including joining rails into a continuous thread, elastic bending, heating for hardening with high currents the frequency of the head against the rails along the entire length, cooling with a water-air mixture and self-release during continuous sequential movement of the rail thread through the rail tempering machine.

Для НА ії об'єкта що заявляють спільними є такі ознаки: з'єднання рейок в безперервну нитку, пружний згин, о нагрів під загартування головки рейок по всій довжині, первинне охолодження головки рейок і самовідпускання «-- при безперервно послідовному переміщенні рейкової нитки крізь рейкогартувальну машину.The following features are common to NA and the object that are claimed: connection of rails into a continuous thread, elastic bending, o heating for hardening of the rail head along the entire length, primary cooling of the rail head and self-release "-- with continuous sequential movement of the rail thread through rail hardening machine.

Зо Одержання потрібного технічного результату при використанні прототипу неможливо тому, що не о забезпечується урівноваженість залишкових напруг в головці рейки, що утворюються при загартуванні з рівнем напруг що виникають в підошві під час згину, що у результаті призводить до більшої кривизни рейок в вертикальній площині після термообробки. Правка таких рейок на роликоправильних машинах скрутна і « вчиняється по "жорсткому" режиму, що в свою чергу спричиняє формування залишкових напруг великого З 50 розміру і знижує службову стійкість рейок під час експлуатації. Крім того в способі термообробки рейок за НА с не регламентуються межові параметри нагріву СВУ і швидкість охолодження головки, що не дозволяєIt is impossible to obtain the desired technical result when using the prototype because residual stresses in the head of the rail, which are formed during hardening, are not balanced with the level of stresses arising in the sole during bending, which as a result leads to a greater curvature of the rails in the vertical plane after heat treatment . The straightening of such rails on roller straightening machines is difficult and is done in the "hard" mode, which in turn causes the formation of residual stresses of a large Z 50 size and reduces the service stability of the rails during operation. In addition, in the method of heat treatment of rails according to NA s, the boundary parameters of the IED heating and the cooling rate of the head are not regulated, which does not allow

Із» оптимізувати параметри нагріву і охолодження, які до цього часу призначаються в залежності від вмісту вуглецю та марганцю по ГОСТ 24182-80 (відповідно 0,71-0,82905 С і 0,75-1,0595 Мп). Термічна обробка рейок за НА з використанням температури нагріву і швидкості охолодження рейок залежно від вмісту вуглецю не дозволяє проводити загартування рейок по єдиному режиму з наявністю вуглецю й марганцю в усьому діапазоні вимог б вказаного ГОСТу, що призводить до розсортування рейок по вуглецю на дві групи і їх складуванню - рейкогартувальної машини. Це знижує продуктивність термовідділення, а також приводить до відбракування рейок в другий сорт і переробці до 1595 браку до 5965. о В основу винаходу поставлене завдання розробити такий спосіб термічної обробки рейок, в якому нові с 20 режими і умови здійснення термічної обробки дозволили б забезпечити загартування за єдиним режимом рейок із вмістом вуглецю в усьому діапазоні стандарту (0,71-0,8295); підвищення рівня фізико-механічних с властивостей, прямолінійності рейок; знизити величину залишкових напруг і за рахунок цього збільшити експлуатаційну стійкість рейок в колії.From" to optimize the heating and cooling parameters, which until now are assigned depending on the content of carbon and manganese according to GOST 24182-80 (respectively, 0.71-0.82905 C and 0.75-1.0595 MP). Thermal treatment of rails according to NA using the heating temperature and cooling rate of rails depending on the carbon content does not allow hardening of rails according to a single regime with the presence of carbon and manganese in the entire range of requirements of the indicated GOST, which leads to the sorting of rails by carbon into two groups and their warehousing - rail tempering machine. This reduces the performance of thermal separation, and also leads to the rejection of rails in the second grade and processing up to 1595 scrap to 5965. o The basis of the invention is the task of developing such a method of thermal treatment of rails, in which new c 20 regimes and conditions of implementation of thermal treatment would allow to ensure hardening according to the single mode of rails with carbon content in the entire range of the standard (0.71-0.8295); increasing the level of physical and mechanical properties, straightness of rails; reduce the amount of residual stresses and thereby increase the operational stability of the rails in the track.

Поставлене завдання вирішується таким чином. 29 Спосіб термічної обробки рейок включає з'єднання рейок в безперервну нитку, пружний вигин рейок, нагрівThe task is solved as follows. 29 The method of heat treatment of rails includes connecting rails into a continuous thread, elastic bending of rails, heating

ГФ) під загартування головки рейки по всій довжині, первинне охолодження головки рейок і самовідпуск при безперервно послідовному переміщенні рейкової нитки крізь рейкогартувальну машину. о На відміну від НА при термічній обробці рейок за заявленим способом нагрів під загартування виконують в два етапи з короткочасним проміжним природним охолодженням між ними. Первинне охолодження здійснюють 60 до 480-380"С, а після самовідпуску виконують вторинне охолодження, при цьому рейки вигинають по кривій з максимальною кривизною на підошву в зоні нагріву і охолодження на величину, що забезпечує врівноваження залишкових напруг, які виникають в головці рейки при термообробці; нагрів під загартування на першому етапі здійснюють до 1000-11007С, на другому до 920-9807С, а природне охолодження між ними роблять до 820-860; первинне охолодження в інтервалі температур 900-8007С викочують із швидкістю 2-87С/с, від 8007 до 6007 із бо швидкістю 6-147С/с і від 600" до 380" із швидкістю 4-127Сус.GF) for hardening of the rail head along its entire length, primary cooling of the rail head and self-release during continuous sequential movement of the rail thread through the rail hardening machine. o In contrast to NA, during heat treatment of rails according to the stated method, heating for hardening is performed in two stages with a short-term intermediate natural cooling between them. Primary cooling is carried out from 60 to 480-380"C, and after self-tempering, secondary cooling is carried out, while the rails are bent along a curve with maximum curvature on the sole in the heating and cooling zone by an amount that ensures the balance of the residual stresses that arise in the head of the rail during heat treatment ; heating for hardening in the first stage is carried out to 1000-11007C, in the second to 920-9807C, and natural cooling between them is done to 820-860; primary cooling in the temperature range of 900-8007C is rolled out at a speed of 2-87C/s, from 8007 up to 6007 with a speed of 6-147S/s and from 600" to 380" with a speed of 4-127S.

Самовідпуск здійснюють в інтервалі температур 520-400" на про тязі 55-90с.Self-release is carried out in the temperature range of 520-400" for a duration of 55-90 seconds.

Вторинне охолодження здійснюють від температури самовідпуску до 50-30"С, в системі верхніх і нижніх роликів, що розташовані в шаховому порядку.Secondary cooling is carried out from the self-cooling temperature to 50-30"С, in the system of upper and lower rollers arranged in a staggered manner.

В результаті використання винаходу, що заявляється, досягається технічний результат, що полягає в забезпеченні підвищення комплексу фізико-механічних властивостей, параметрів конструктивної міцності металу, а також збільшення прямолінійності рейок при загартуванні за єдиним режимом з утриманням вуглецю в усьому діапазоні вимог стандарту.As a result of the use of the claimed invention, a technical result is achieved, which consists in ensuring an increase in the complex of physical and mechanical properties, parameters of the structural strength of the metal, as well as an increase in the straightness of the rails during hardening in a single mode with carbon content in the entire range of requirements of the standard.

Між суттєвими ознаками винаходу. що заявляється, й технічним результатом, що досягається, існує такий 7/0 причинно-наслідковий зв'язок, який полягає в тому, що вигиб рейок по кривій з максимальною кривизною на підошву в зоні нагріву і охолодження спричиняє до врівноваження залишкової деформації в шийці й підошві, що спричиняє зростанню прямолінійності після термообробки. Нагрів під загартування в два етапи з проміжним природним підстужуванням сприяв рівномірному нагріву по перерізу головки рейки, а охолодження головки з диференційованою швидкістю в області перлітного перетворення сприяє отриманню однорідної і дисперсної /5 Пперлітної структури і підвищених значень механічних властивостей металу загартованого шару головки.Among the essential features of the invention. that is claimed, and the technical result that is achieved, there is such a 7/0 cause and effect relationship, which consists in the fact that the bending of the rails along the curve with the maximum curvature on the sole in the heating and cooling zone causes the balance of the residual deformation in the neck and sole, which causes an increase in straightness after heat treatment. Heating for quenching in two stages with intermediate natural cooling contributed to uniform heating along the cross-section of the rail head, and cooling of the head with a differentiated speed in the area of the pearlite transformation contributes to obtaining a homogeneous and dispersed /5 Pearlite structure and increased values of the mechanical properties of the metal of the hardened layer of the head.

Вибір граничних параметрів, зазначених в формулі обумовлено таким чином: "... нагрів під загартування виконують в два етапи із короткочасним проміжним природним підстукуванням між ними...".The selection of the limit parameters specified in the formula is determined as follows: "... heating for hardening is performed in two stages with a short-term intermediate natural tapping between them...".

Така технологічна схема нагріву сприяє рівномірному прогріву головки рейки з невеликим градієнтом 2о розподілу температури від поверхневих шарів металу до нижчележачих, що розташовані в зоні формування загартованого шару.This technological scheme of heating contributes to the uniform heating of the head of the rail with a small gradient of 2° of temperature distribution from the surface layers of the metal to the lower ones located in the zone of formation of the hardened layer.

В способі термічної обробки рейок, що заявляється, на першому етапі нагрів здійснюють до температури 1050-11007С. Виконується це з метою прискореного розігріву металу головки на достатню глибину для протікання перліто-аустенітного перетворення. При цьому поверхневі шари металу розігріті до трохи збільшеної сч ов температури, в наслідок чого відбувається поетапне проникнення тепла від верхніх шарів металу в глибинні, що дозволяє на протязі двох етапів нагріву СВЧ акумулювати в головці тепло на достатню глибину. Цей інтервал і) температур на першому етапі нагріву головки виявляється достатнім з точки зору відсутності перегріву верхніх шарів металу. При цьому нагрів головки до температури менш 10507"С виявляється не достатнім для акумулювання її в глибинних шарах, а нагрів вище 11007"С може привести до перегріву верхніх шарів металу Ге! зо головки, а отже до погіршення його якості за рахунок різкого збільшення зернин аустеніту і послаблення міжзеренного зв'язку. Після першого етапу нагріву головки рейки СВЧ до вказаних температур виконується о короткочасне (10-25с) природне підстужування на повітрі до температури 820-860"С. Дана технологічна операція о виконується з метою часткового зниження температури верхніх шарів металу головки рейок і за рахунок теплопровідності розповсюдження її на глибинні шари, в яких здійснюється аустенітно-перлитне перетворення. --In the proposed method of heat treatment of rails, at the first stage, heating is carried out to a temperature of 1050-11007C. This is done in order to accelerate the heating of the head metal to a sufficient depth for pearlite-austenite transformation to occur. At the same time, the surface layers of the metal are heated to a slightly increased temperature, as a result of which there is a gradual penetration of heat from the upper layers of the metal into the deep ones, which allows heat to be accumulated in the head to a sufficient depth during two stages of microwave heating. This interval i) of temperatures at the first stage of heating the head is sufficient from the point of view of the absence of overheating of the upper layers of the metal. At the same time, heating the head to a temperature of less than 10507"C is not sufficient for its accumulation in the deep layers, and heating above 11007"C can lead to overheating of the upper layers of the He metal! from the head, and therefore to the deterioration of its quality due to a sharp increase in austenite grains and weakening of the intergranular connection. After the first stage of microwave heating of the rail head to the indicated temperatures, a short-term (10-25s) natural cooling in air to a temperature of 820-860"C is performed. This technological operation is performed with the aim of partially lowering the temperature of the upper metal layers of the rail head and due to the thermal conductivity of the spread it to the deep layers, in which the austenitic-pearlite transformation takes place.

Природне короткочасне підстужування головки на протязі 10-25с до температури нижче 8207С призводить до «о неприпустимого зниження температури на поверхні головки до того рівня, при якому градієнт температур буде зворотний, тобто на глибині температура буде значно перебільшувати температуру поверхні, що в решті решт може призвести до акумулювання великої кількості тепла в глибинних шарах, яке при наступному нагріві на другому етапі не приведе до її зниження. «The natural short-term cooling of the head for 10-25 seconds to a temperature below 8207C leads to an unacceptable decrease in the temperature on the surface of the head to the level at which the temperature gradient will be reversed, that is, the temperature at depth will significantly exceed the surface temperature, which may eventually lead to to the accumulation of a large amount of heat in the deep layers, which will not lead to its decrease during the next heating in the second stage. "

Природне підстужування головки рейки до температури вище 8607"С недоцільно, тому що при нагріві на з с другому етапі велика кількість тепла буде акумулюватися в поверхневих шарах металу головки, яка при прискореному нагріві СВЧ збільшить градієнт температур до перерізу головки. "...Нагрів під загартування на ;» другому етапі до 920-980"С,,", відбувається повторний розігрів верхніх шарів металу до заданої температури, при якій більш глибинні шари металу поетапно прогріваються за рахунок виділення тепла безпосередньо від нагріву СВЧ ї за рахунок теплопровідності в глибинні шари до температури перліто-аустенітного перетворення.Natural cooling of the head of the rail to a temperature above 8607"C is impractical, because during heating at the second stage, a large amount of heat will accumulate in the surface layers of the metal of the head, which, with accelerated microwave heating, will increase the temperature gradient to the cross section of the head. "...Heating under hardening on ;" in the second stage, up to 920-980 "С",, the upper layers of the metal are reheated to the specified temperature, at which the deeper layers of the metal are gradually heated due to the release of heat directly from the microwave heating and due to heat conduction into the deep layers to the pearlite-austenitic temperature transformation.

Ге» Нагрів головки на другому етапі до температури нижче 9207"С недоцільний, тому що передача тепла від поверхневих шарів металу головки нижчележачим шаром буде проходити трохи сповільнено, що при - прискореному нагріві, яким є нагрів СВЧ, буде мати місце не повне перетворення перліту в аустеніт | його о гомогенізація По перерізу головки, що піддягає загартуванню. Нагрів головки СВЧ вище температури 9807с може призвести до перегріву металу поверхневих шарів головки, що спричинить різкий зріст зерен аустеніту і о зниження ударної в'язкості.Ge" Heating the head in the second stage to a temperature below 9207"C is impractical, because the transfer of heat from the surface layers of the metal of the head to the underlying layer will be a little slower, which means that with accelerated heating, which is microwave heating, incomplete transformation of pearlite into austenite | its o homogenization Along the cross-section of the head that lends itself to hardening.Heating the microwave head above a temperature of 9807c can lead to overheating of the metal of the surface layers of the head, which will cause a sharp growth of austenite grains and o decrease in impact toughness.

Ге) Належить відзначити, що на другому етапі відбувається нагрів головки до заданої температури і її стабілізація, з якою виконується загартування на структуру і властивості, що обговорено в технічних умовах. "Первинне охолодження виконують до 400-3807С..", при якому до рейкової сталі з наявністю вуглецю в ов межах ГОСТ 24182-80 (0,71-0,8296) закінчується структуроутворення і формування загартованого шару на достатну глибину головки рейки.Ge) It should be noted that at the second stage, the head is heated to a given temperature and stabilized, with which hardening is performed for the structure and properties, which is discussed in the technical conditions. "Primary cooling is carried out to 400-3807С...", at which the structure formation and the formation of a hardened layer to a sufficient depth of the rail head ends for rail steel with the presence of carbon within the limits of GOST 24182-80 (0.71-0.8296).

Ф) Дія одержання однорідної й дисперсної структури по всьому перерізу загартованого шару, рівномірного ка розподілу твердості по глибині, яка перекриває дію максимальних контактних напруг, що виникають від коліс рухливого составу (11-14мм), а також оптимального рівня механічних властивостей способом, що заявляється бо Запропоновано проводити диференцироване охолодження головки в інтервалі температур "верхня температура протікання повної аустенітізації - нижня температура закінчення утворення однорідної та дисперсної перлітної структурі (980-380"С). При цьому наданим способом термообробки рейок передумовлено в інтервалі температур 900-8007С виконувати охолодження із швидкістю 2-8"С/с, що дозволяв зменшити до мінімуму відмінність температур поверхневих й глибинних шарів металу головки і провадити підготування металу головки до 65 Структуроутворення на другому і третьому етапах охолодження. Охолодження головки рейок в цьому інтервалі температур зі швидкістю менш - 2"С/с не дозволяє зменшити градієнт температур по перерізу головки рейок при переміщенні їх через рейкогартувальну з проектною швидкістю 4Омм/с. При охолодженні головки рейок в наданому інтервалі температур (960-800"С) із швидкістю більше 8"С/с деякі ділянки бокової грані головки рейки можуть переохолоджуватись до більш низької температурі, що при наступному нагріві може спричинити до формування неоднорідної структури. "..від 8007С до 600"С із швидкістю 6-147С/с.." приводить до стриманого відбору тепла без локального переохолодження поверхневих шарів металу головки рейки неоднакового хімічного складу. По суті в данім інтервалі температур в основному проходить загартування головки рейки із закінченням в інтервалі 600-380".F) The effect of obtaining a uniform and dispersed structure over the entire cross-section of the hardened layer, a uniform distribution of hardness along the depth, which overlaps the effect of the maximum contact stresses arising from the wheels of the rolling stock (11-14 mm), as well as the optimal level of mechanical properties by the method claimed It is proposed to carry out differential cooling of the head in the temperature range "the upper temperature of full austenitization - the lower temperature of the end of the formation of a homogeneous and dispersed pearlite structure (980-380"C). At the same time, the provided method of heat treatment of the rails presupposes cooling in the temperature range of 900-8007С at a rate of 2-8"С/s, which made it possible to reduce to a minimum the temperature difference of the surface and deep layers of the metal of the head and prepare the metal of the head to 65. Structure formation on the second and third cooling stages. Cooling of the rail head in this temperature interval at a rate of less than 2"C/s does not allow reducing the temperature gradient across the cross section of the rail head when moving them through the rail tempering room at a design speed of 4 Ohm/s. When cooling the rail head in the given temperature range (960-800"C) at a rate of more than 8"C/s, some areas of the side face of the rail head may be supercooled to a lower temperature, which may lead to the formation of an inhomogeneous structure upon subsequent heating. "..from 8007C to 600"C at a speed of 6-147C/s.." leads to restrained heat removal without local supercooling of the surface layers of the metal of the rail head of unequal chemical composition. In fact, in this temperature range, the hardening of the rail head mainly takes place with the end in the range of 600-380".

При охолодженні головки рейки із швидкістю менш 6"С/с в інтервалі температур 800-6007"С в нижчележачих /о шарах металу головки не буде забезпечуватися утворення дисперсної перлітної структурі, а також достатньої твердості металу загартованого шару, особливо на глибині. При охолодженні головки із швидкістю більш 147С/с відбудеться переохолодження поверхні головки, особливо її бічних викружок з утворенням неоднорідної структури за рахунок появи в перліті ділянок бейніту або мартенсіту, що не дозволяється, згідно з вимогами технічних умов.When the head of the rail is cooled at a rate of less than 6"C/s in the temperature range of 800-6007"C in the underlying metal layers of the head, the formation of a dispersed pearlite structure, as well as sufficient hardness of the metal of the hardened layer, especially at depth, will not be ensured. When cooling the head at a speed of more than 147C/s, supercooling of the surface of the head, especially its side circles, will occur with the formation of a non-uniform structure due to the appearance of areas of bainite or martensite in the pearlite, which is not allowed, according to the requirements of the technical conditions.

Первинне охолодження "...від б00"С до З80"С із швидкістю 4-12"С/с.." з оптимальним при завершенні процесу гартуванням головки рейок із вуглецевої й низьколегованої сталі на дисперсну перлитну структуру, що визначають Технічні умови.Primary cooling "...from б00"С to З80"С at a speed of 4-12"С/s.." with optimal quenching of the head of the rails from carbon and low-alloy steel to a dispersed pearlite structure at the end of the process, determined by the Technical Conditions.

При охолодженні головки рейок на завершальному етапі загартування із швидкістю менш 4"С/с в ' її глибинних шарах не в достатній мірі буде проходити утворення дисперсної структури, а отже твердості і глибини 2о загартованого шару, що відповідають вимогам Технічних умов. Охолодження головки рейок на завершальному етапі термообробки із швидкістю більш 12"С/с недоцільне, тому що для завершення процесу гартування в глибинних шарах головки рейок з низьколегованої доти заевтектоїдної сталі може привести до одержання підвищеної твердості на глибині 6-1Омм у порівнянні з поверхневим шаром.When the rail head is cooled at the final stage of hardening at a rate of less than 4"C/s in its deep layers, the formation of a dispersed structure will not take place to a sufficient extent, and therefore the hardness and depth of the 2o hardened layer, which meet the requirements of the Technical Conditions. Cooling of the rail head at at the final stage of heat treatment at a speed of more than 12"C/s is impractical, because to complete the hardening process in the deep layers of the rail head made of low-alloy dota of eutectoid steel can lead to increased hardness at a depth of 6-1 Ohm compared to the surface layer.

Доказані швидкості охолодження в позначених інтервалах температур обрані на основі запису і аналізу сч г термокінетичних діаграм вуглецевої і низьколегованих та заевтектоїдних рейкових сталей. "м. самовідпуск проводять в інтервалі температур 520-400"7С на протязі 55-90с ..."7. і)The proven cooling rates in the indicated temperature ranges are selected based on the recording and analysis of thermokinetic diagrams of carbon and low-alloy and pre-eutectoid rail steels. "m. self-release is carried out in the temperature range of 520-400"7С for 55-90s..."7. i)

В поодинокому випадку здійснення способу проведення самовідлуску при температурі вище 5207С небажано.In an isolated case, it is undesirable to carry out self-exfoliation at a temperature above 5207C.

Тому, що це викличе зниження твердості на поверхні і по перерізу металу загартованого шару головки рейки, отримання великозернистого перліту з різко збільшеною міжплатівковою відстанню від 2 до Змкм, в наслідок Ге!Because this will cause a decrease in the hardness on the surface and on the cross-section of the metal of the hardened layer of the rail head, obtaining large-grained pearlite with a sharply increased interplate distance from 2 to Zmk, as a result of Ge!

Зо чого помітно зменшиться тимчасовий опір розриву, і межа текучості до рівня, що нижче вимог, Технічним умов на поверхнево загартовані рейки. Закінчувати самовідпуск нижче температури 430"С відповідно термокінетичній о діаграмі, а також практиці термообробки рейок з вуглецевої і низьколегованої сталі свідчить, що в структурі о металу загартованого шару з'являються ділянки бейніту в основній високодисперсній перлітній структурі, а також ділянки з підвищеною твердістю, що не припускається вимогами Технічних умов, тому що такі ділянки -- зв структури і твердості спричиняють крихкість металу головки рейки і зародження мікротріщин в головці рейки. «оAs a result, the temporary resistance to rupture will noticeably decrease, and the yield strength will decrease to a level lower than the requirements of the Technical Conditions for surface-hardened rails. Completing self-tempering below a temperature of 430"C, according to the thermokinetic diagram, as well as the practice of heat treatment of rails made of carbon and low-alloy steel, shows that in the structure of the metal of the hardened layer, areas of bainite appear in the main highly dispersed pearlite structure, as well as areas with increased hardness, which is not allowed by the requirements of the Technical Conditions, because such areas, due to the structure and hardness, cause brittleness of the metal of the rail head and the initiation of microcracks in the rail head.

Час самовідпуску рейок на протязі 55-90с - це гой час, при якому тепло, що акумульоване в нижчих шарах головки, встигає дифундіювати до поверхневих шарів із зменшенням градієнту температур по перерізу нагрітого шару головки при швидкостях переміщення рейок в рейкогартувальній машині, тобто з ЗОмм/с до існуючої 43-45мм/с. При самовідпуску менше 55с зберігається великий градієнт температур по перерізу головки, що при « вторинному (остаточному) охолодженні водою викличе значну диференціацію залишкових напруг а при З с самовідпуску рейок на протязі більше 90с збільшується довжина зони самовідпуску, а тим самим і довжина рейкогартувальної машини із зменшенням корисних площин термовідділення. ;» ".. після чого виконують вторинне охолодження...", яке виявляється остаточним охолодженням головки рейки і відповідно заявленому способу термічної обробки рейок здійснюється, після самовідпуску в інтервалі температур 520-400"С, до 50-30"С. При вторинному охолодженні відбувається остаточне формування величини б залишкових напруг в рейках.The self-release time of the rails in the course of 55-90s is the time during which the heat accumulated in the lower layers of the head has time to diffuse to the surface layers with a decrease in the temperature gradient across the section of the heated layer of the head at the speeds of movement of the rails in the rail hardening machine, i.e. with ZOmm/ s to the existing 43-45mm/s. With self-tempering of less than 55s, a large temperature gradient is maintained across the cross-section of the head, which during secondary (final) cooling with water will cause a significant differentiation of residual stresses, and with 3s of self-tempering of the rails for more than 90s, the length of the self-tempering zone increases, and thus the length of the rail tempering machine with a decrease useful planes of thermal separation. ;" ".. after which secondary cooling is carried out...", which turns out to be the final cooling of the rail head and according to the stated method of heat treatment of rails is carried out, after self-tempering in the temperature range of 520-400"C, to 50-30"C. During the secondary cooling, the final formation of the value b of the residual stresses in the rails takes place.

Гранична температура скінчення вторинного охолодження що дорівнює 50-30"С, є граничною і зв'язана з тим, - що після виходу з гартувальної машини рейки піддається неруйнуючому контролю твердості приладами, о експлуатація яких при температурі вище 507С забороняється в наслідок виходу їх з ладу.The limit temperature at the end of secondary cooling, which is equal to 50-30"C, is the limit and is connected with the fact that - after leaving the quenching machine, the rail is subjected to non-destructive control of hardness by devices, the operation of which is prohibited at a temperature above 507C, as a result of their failure .

Вторинне охолодження рейок "... здійснюють із температури самовідпуску до 50-30"С в системі верхніх і о нижніх роликів, що розташовані в шаховому порядку...", дозволяє утримати рейки в упруго-вигнутому стані заSecondary cooling of the rails "... is carried out from the self-tempering temperature to 50-30"С in the system of upper and lower rollers arranged in a staggered order...", allows you to keep the rails in an elastically bent state according to

Ге) визначеним радіусом вигину", з яких верхні ролики є притиснуючими, а нижні ведучими і опорними. Вказана система розташування роликів в зоні вторинного охолодження дозволяє створити умови, для остаточного врівноваження пружних деформацій підошви і загартованої головки і формуванню залишкових напруг. 5Б ".. при цьому рейки вигинають по кривій з максимальною кривиною на підошву в зоні нагріву й охолодження на величину, що забезпечує врівноваження залишкових напруг, що виникають в головці рейки приGe) by a determined bending radius", of which the upper rollers are pressing, and the lower ones are leading and supporting. The indicated system of arrangement of rollers in the secondary cooling zone allows to create conditions for the final balancing of elastic deformations of the sole and hardened head and the formation of residual stresses. 5B ".. at the same time, the rails are bent along a curve with the maximum curvature on the sole in the heating and cooling zone by an amount that ensures the balance of the residual stresses arising in the head of the rail at

Ф) термообробці...". ка Дана технологічна операція передумовлена для того, щоб компенсувати залишкові напруги, що виникають в головці рейок при їх термообробці в зонах нагріву й охолодження. Для цього рейки, що переміщуються крізь во рейкогартувальну машину, вигинають по кривій спочатку "на головку" в зоні задаючих роликів із проектним радіусом вигину 9Ом з наступним плавким переходом "на підошву" з досягненням максимального викривлення по радіусу 24м в зонах нагріву, первинного охолодження, самовідпуску і вторинного охолодження. Після виходу з цих зон рейки знову починають плавно вигинатися "на головку" по радіусу 9Ом з поступовим виходом на пряму ділянку, після чого вони піддаються розстикуванню. 65 Вигин рейок в зонах нагріву і охолодження на підошву дозволяє створити в ній залишкову деформацію, практично рівну тій, що утворюється в головці при термічній обробці. Після загартування рейки практично не мають викривлення в вертикальній площині, в наслідок чого правка їх на роликоправильній машині робиться за "полегшеним" режимом, що забезпечує в рейках формування невеликих залишкових напруг. Вище зазначені радіуси вигину рейок в рейкогартувальній машині постійні і при гартуванні на структуру дисперсний перліт і твердість НВ 341-388 забезпечують прямолінійність, що відповідає вимогам Технічних умов.Ф) heat treatment...". ka This technological operation is presupposed in order to compensate for the residual stresses that arise in the head of the rails during their heat treatment in the heating and cooling zones. For this purpose, the rails moving through the rail hardening machine are first bent along a curve "on the head" in the zone of the setting rollers with a design bending radius of 9Ω, followed by a melting transition "on the sole" with the achievement of maximum curvature along a radius of 24m in the zones of heating, primary cooling, self-release and secondary cooling. After leaving these zones, the rails begin to bend smoothly again "on the head" along a radius of 9Ω with a gradual exit to a straight section, after which they are subjected to uncoupling. 65 The bending of the rails in the heating and cooling zones on the sole allows to create a residual deformation in it, almost equal to that formed in the head during heat treatment. After hardening rails have practically no curvature in the vertical plane, as a result of which they are straightened on a roller machine is made in the "lightened" mode, which ensures the formation of small residual stresses in the rails. The above-mentioned bending radii of the rails in the rail-hardening machine are constant and during tempering on the structure dispersed pearlite and hardness HB 341-388 ensure straightness that meets the requirements of the Technical Conditions.

Сутність винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображено:The essence of the invention is explained by the drawings, which show:

На фіг.1 показані етапи охолодження головки рейок, накладених на термокінетичну діаграму перетворення аустеніту в рейковій сталі. На цій фігурі позиціями зазначені: 1 - термокінетична діаграма перетворення аустеніту в перліт з накладеною рекомендованою швидкістю 7/0 охолодження; 2 - перши етап охолодження рейок;Figure 1 shows the stages of cooling the head of the rails superimposed on the thermokinetic diagram of the transformation of austenite in rail steel. In this figure, the following positions are indicated: 1 - thermokinetic diagram of the transformation of austenite into pearlite with the superimposed recommended cooling rate of 7/0; 2 - the first stage of rail cooling;

З - другий етап охолодження рейок; 4 - третій етап охолодження рейок;C - the second stage of rail cooling; 4 - the third stage of rail cooling;

П - перліт; 15 Б - бейніт;P - pearlite; 15 B - bainite;

Мн - мартенсіт.Mn - martensite.

На фіг.2 показана технологічна схема розташування устаткування рейногартувальної машини згідно з заявленим способом термічної обробки рейок. На цій фігурі позиціями позначені: 5 - зона нагріву головки рейки СВУ; 20 6 - індуктори; 7 - зона природного підстужування рейок; 8 - зона первинного охолодження рейок; 9 - охолоджуючі пристрої; - зона самовідпуску рейок; сч 25 11 - зона вторинного охолодження рейок; 12 - верхні притискуючі ролики; і) 13 - нижні опорні ролики; 14 - форсунки вторинного охолодження рейок; - ділянка вигину рейкової нитки на головку з проектним радіусом З9Ом; Ге! зо 16 - ділянка вигину рейкової нитки на підошву з проектним радіусом 24м; 17 - секція задаючих роликів; що) 18 - секція видаючих роликів; о 19 - рейкова нитка; - напрям руху рейок в РГМ. --Fig. 2 shows a technological diagram of the location of the equipment of the re-hardening machine according to the declared method of heat treatment of rails. In this figure, the positions are marked: 5 - heating zone of the IED rail head; 20 6 - inductors; 7 - zone of natural cooling of rails; 8 - zone of primary cooling of rails; 9 - cooling devices; - rail self-release zone; ch 25 11 - zone of secondary cooling of rails; 12 - upper pressing rollers; i) 13 - lower support rollers; 14 - nozzles for secondary cooling of rails; - the section of the bending of the rail thread on the head with a design radius of З9Ω; Gee! зо 16 - section of rail thread bending on the sole with a design radius of 24 m; 17 - section of setting rollers; that) 18 - section of issuing rollers; at 19 - rail thread; - the direction of rail movement in the RGM. --

На фіг.3 показані технологічні операції термообробки рейок в рейкогартувальній машині (нагрів, первинне «о охолодження, самовідпуск і вторинне охолодження) згідно заявленим способом: 21 - перший етап нагріву головки рейки СВУ; 22 - проміжне природне підстужування головки рейки; 23 - другий етап нагріву головки рейки СВУ; « 240- охолодження головки рейки Із швидкістю 2-8"С/с в інтервалі температур 980-800; з с 25 - охолодження головки рейки із швидкістю 6-142С/с в інтервалі температур 600-600"; 26 - охолодження головки рейки із швидкістю 4-127С/с в інтервалі температур 600-380"; з 27 - зона самовідпуску; 28 - зона вторинного охолодження.Fig. 3 shows the technological operations of heat treatment of rails in a rail hardening machine (heating, primary cooling, self-release and secondary cooling) according to the declared method: 21 - the first stage of heating the IED rail head; 22 - intermediate natural cooling of the rail head; 23 - the second stage of heating the IED rail head; "240 - cooling of the rail head at a speed of 2-8"C/s in the temperature range of 980-800; with 25 - cooling of the rail head at a speed of 6-142C/s in the temperature range of 600-600"; 26 - cooling of the rail head at a rate of 4-127C/s in the temperature range of 600-380"; with 27 - self-release zone; 28 - secondary cooling zone.

Винахід, наприклад, реалізується таким чином: рейки складу, що наведені в табл. 1, за допомогоюThe invention, for example, is implemented as follows: the rails of the warehouse, which are given in the table. 1, with the help of

Ге» стиковочних пристроїв з'єднували в безперервну нитку і пропускали крізь рейкогартувальну машину (РГМ).The wires of the connecting devices were connected into a continuous thread and passed through the rail-hardening machine (RGM).

Рейки 19, що надходять в секцію задаючих роликів 17, вигинаються на головку по радіусу, рівному 9Ом (15), а - потім за мірою переміщення їх в РГМ повільно вигинаються на підошву 16 по радіусу, рівному 24м. Надходячи в о зону нагріву СВЧ (струмом високої частоти) 5 головка рейок в двох групах індукторів 6 нагрівається до сл 5р вказаних температур з природним підстужуванням в проміжку між нагрівом в першій і другій групі індукторів 7. соRails 19, entering the section of setting rollers 17, are bent to the head with a radius equal to 9Ω (15), and then, according to the extent of their movement in the RGM, slowly bend to the sole 16 with a radius equal to 24m. Arriving in the zone of microwave heating (high frequency current) 5, the head of the rails in two groups of inductors 6 is heated to sl 5p of the specified temperatures with natural cooling in the interval between heating in the first and second groups of inductors 7.

М ер дюра 007000 Втлецева доєвтектодна 07108208210200250041 - 0012 2 |Буглецевазаєвтектодна 08309508009800240,040 - 0010 о 00800 Низьколегована довтектоїдна 071-081 0,61-1,00022:00380,54 009... о 417 Низьколегована заевтактоїідна |0,83-0,00 0,81:0.09 0.023001 1056 00 во Кожна група рейок складу, що наведена в табл. 1, що піддавалась загартуванню з нагріву СВЧ й охолодженню водоповітряною сумішшю за режимами, що наведені в табл. 2.Mr Dur 007000 Plletsev Premtectodna 0710820821021020020041-0012 2 | Buglecevasaetectodna 08309508009800980,040-0010 O 00800 00 0.81:0.09 0.023001 1056 00 in Each group of rails of the composition given in the table. 1, which was subjected to microwave heating and cooling with a water-air mixture according to the regimes listed in table. 2.

Таблиця 2 б5 складом сталі Швидкість Температура Температура |Температура Швидкість охолодження /самовідпуску, сш з ше рейок в РГМ, групі індукторів |підстужування, групі індукторів / інтервалі температур, "С мм/г на першому етапі/|Т, С на другому етапі ше о ге доевтектоїдна ше "1-1 заевтектоїдна о ТАТАTable 2 b5 composition of steel Speed Temperature Temperature |Temperature Cooling speed / self-tempering, ssh from the rails in the RGM, group of inductors |subcooling, group of inductors / temperature interval, "C mm/g at the first stage/|T, C at the second stage o ge pre-eutectoid and "1-1 post-eutectoid o TATA

Низьколегована доевтектоїдна шт ТІ ИЙ ПТНLow-alloy pre-eutectoid piece TI IY PTN

Низьколегована заевтактоїднаLow-alloyed sub-eutactoid

Після виходу із зони нагріву рейки по ходу руху надходять в зону первинного охолодження в зону первинного охолодження 8, де головка рейки охолоджується водоповітряною сумішшю з диференційованими швидкостями за допомогою охолоджуючих пристроїв (патент України Моб820), після чого переміщаючись рейки надходять в зону самовідпуску 10, де частково відбувається додатковий приплив тепла в верхні шари металу головки з нижчележачих та вирівнювання температури по перерізу нагрітої головки. Далі рейки із зони самовідпуску переміщуються в зону вторинного (остаточного) охолодження 11, де за допомогою охолоджуючих пристроїв 14, розташован них між верхніми притискуючими роликами 12, охолоджуються до 50"С. В зоні вторинного охолодження рейки підошвою спираються на нижні опорні ведучі ролики 13.After leaving the heating zone, the rails in the direction of movement enter the primary cooling zone in the primary cooling zone 8, where the head of the rail is cooled by a water-air mixture with differentiated speeds using cooling devices (patent of Ukraine Mob820), after which the moving rails enter the self-release zone 10, where partly, there is an additional influx of heat into the upper metal layers of the head from the lower layers and equalization of the temperature along the section of the heated head. Next, the rails from the self-release zone are moved to the secondary (final) cooling zone 11, where with the help of cooling devices 14, located between the upper pressing rollers 12, they are cooled to 50"C. In the secondary cooling zone, the rails rest on the lower support guide rollers 13 with their soles.

Треба відзначити, що в зоні нагріву і охолодження рейки вигинались по кривій з максимальною кривизною "на сч 29 підошву" на величину, що забезпечує врівноваження залишкових напруг, які виникають в головці рейки при Ге) термообробці.It should be noted that in the heating and cooling zone, the rails were bent along a curve with the maximum curvature "at 29 feet of the sole" by a value that ensures the balance of the residual stresses that arise in the head of the rail during heat treatment.

Практично це досягається шляхом вигину рейкової нитки по проектному радіусу 16, що дорівнює 24м.Practically, this is achieved by bending the rail thread along the design radius of 16, which is equal to 24m.

Після виходу із зони вторинного охолодження рейки надходять в секцію видаючих роликів 16, де плавно починають вигинатися "на головку" по радіусу рівному Ум. З рейкогартувальної машини рейки виходять в о прямолінійному стані і надходять в розстикувальну установку, а далі на приймальні рольганги стелажів. ююAfter leaving the secondary cooling zone, the rails enter the section of output rollers 16, where they smoothly begin to bend "on the head" with a radius equal to Um. From the rail-hardening machine, the rails leave in a straight line and enter the decoupling unit, and then onto the receiving roller conveyors of the racks. i am

Властивості рейок, різного хімічного складу наведеного в таблиці 1, загартованих по режимах, що наведені в таблиці 2 відповідають вимогам Технічним умов, загартованих після нагріву СВУ, наведені в табл. 3. о -The properties of rails of different chemical composition shown in table 1, hardened according to the modes shown in table 2 meet the requirements of the Technical conditions, hardened after heating IEDs, are shown in table. 3. about -

Зо Група рейок за складом сталі Твердість Мікроструктура Глибина загартованого шару, мм! Механічні властивості | соZo Group of rails according to steel composition Hardness Microstructure Depth of hardened layer, mm! Mechanical properties co

Заявлений спообтермообробки реє 01001 « - з - з» оThe declared spoobthermoobrobky ree 01001 "- z - z" o

ФF

- о- o

Фо" со Після охолодження головки рейок з нагріву СВЧ водоповітряною сумішшю із застосуванням режимів нагріву і охолодження за заявленим способом має місце рівномірний розподіл твердості по перерізу і боковим частинам головки рейки. При цьому висока твердість на рівні НРС 41-37 зберігається на глибині до 18мм, після чого 29 плавно знижується до НРС 33,5 на глибині 28мм.After cooling the rail head from microwave heating with a water-air mixture using the heating and cooling modes according to the stated method, there is a uniform distribution of hardness along the cross-section and side parts of the rail head. At the same time, high hardness at the level of NRS 41-37 is maintained at a depth of up to 18 mm, after which 29 smoothly decreases to NRS 33.5 at a depth of 28 mm.

ГФ) Цей рівень твердості (НРС 33,5) згідно з Технічними умовами на загартовані рейки відповідає граничному значенню нижнього рівня твердості, що обумовлює глибину загартованого шару. о Характерною особливістю цього способу термітної обробки рейок є наявність високих показників середнього рівня твердості металу (НРС 41-37) бокових частин головки рейки, проти НРС 36-34 для рейок, що загартовані за 60 існуючим способом, що розповсюджується на глибину, що дорівнює 11-14мм, що в 2 рази більше, ніж для загартованих рейок поточного виробництва, які термооброблені по способу прототипу.GF) This level of hardness (NRS 33.5) according to the Technical conditions for hardened rails corresponds to the limit value of the lower level of hardness, which determines the depth of the hardened layer. o A characteristic feature of this method of thermite treatment of rails is the presence of high indicators of the average level of metal hardness (NPR 41-37) of the side parts of the rail head, against NPR 36-34 for rails hardened according to 60 according to the existing method, which extends to a depth equal to 11 -14 mm, which is 2 times more than for hardened rails of current production, which are heat-treated according to the method of the prototype.

Мікроструктура металу загартованого шару головки рейок на глибині до 16-22мм складається з трооститу і сорбіту загартування з міжплатівковою відстанню, що дорівнює 0,4мкм, а далі із сорбіту загартування, що на глибині 26-28мм переходить в початкову перлітну структуру, загартованих з нагріву СВЧ за існуючим способом із бо сорбіту, рідніше з троостосорбіту загартування з міжплатівковою відстанню 0,6-0О,8мкм на глибині 11-12мм.The metal microstructure of the hardened layer of the rail head at a depth of 16-22mm consists of troostite and sorbite hardening with an inter-plate distance equal to 0.4μm, and further from sorbite hardening, which at a depth of 26-28mm turns into the initial pearlite structure, hardened by microwave heating according to the existing method, it is made of bo sorbite, or rather of troost sorbite, hardening with an interplate distance of 0.6-0.8 μm at a depth of 11-12 mm.

Мікроструктура металу загартованого шару однорідна без виділяючихся світлих і темних смуг, іноді характерних для рейок, що загартовані за поточною технологією.The microstructure of the metal of the hardened layer is homogeneous, without the distinct light and dark bands that are sometimes characteristic of rails hardened by current technology.

Такий розподіл твердості і наявності високого комплексу механічних властивостей, а також високодисперсної і однорідної структури центральної і бокових частин металу загартованого шару головки рейок, дозволяють в 2 рази перекрити зону дії максимальних контактних навантажень, а також на 3095 збільшити опір головки рейок зношеності і розвитку дефектів контактно-утомленого походження при експлуатації їх в особливо важких умовах і низьких кліматичних температурах. Крім того зменшується переробка рейок по поверхневих дефектах на 895.Such a distribution of hardness and the presence of a high complex of mechanical properties, as well as a highly dispersed and homogeneous structure of the central and side parts of the metal of the hardened layer of the rail head, make it possible to cover the zone of maximum contact loads by 2 times, as well as to increase the resistance of the rail head to wear and development of contact defects by 3095 - tired origin when operating them in particularly difficult conditions and low climatic temperatures. In addition, rework of rails for surface defects is reduced by 895.

Згідно з даними проведених випробувань металу рейок з вищеприведених марок сталей, загартованих за /о заявленим способом в порівнянні з прототипом, вони мають такі переваги: збільшується в 1,8-2 рази глибина загартованого шару центральної і, особливо, бокових частин головки рейок; збільшується на 3595 середній рівень твердості і механічних властивостей металу загартованого шару головки рейок; забезпечується в загартовленому шарі головки однорідна і високодисперсна структура трооститу гарту з міжплатівковою відстанню 0,4мкм, замість структури сорбіту гарту з міжплатівковковою відстанню 0,6-0,бмкм; можливість загартування рейок за єдиним режимом із складом вуглецю в усьому діапазоні вимог ГОСТ 24182-80 (0,71-0,8296 С) і застосувати замість двох існуючих режимів один за заявленою технологією.According to the data of the metal tests of the rails made of the above grades of steel hardened according to the declared method in comparison with the prototype, they have the following advantages: the depth of the hardened layer of the central and, especially, the side parts of the rail head increases by 1.8-2 times; the average level of hardness and mechanical properties of the metal of the hardened layer of the rail head increases by 3595; in the hardened layer of the head, a homogeneous and highly dispersed structure of troostite slag with an interplate distance of 0.4μm is ensured, instead of a structure of sorbite slag with an interplate distance of 0.6-0.bμm; the possibility of hardening rails according to a single mode with carbon composition in the entire range of requirements of GOST 24182-80 (0.71-0.8296 C) and to apply one of the two existing modes according to the declared technology.

Суспільно корисна перевага заявленого способу термічної обробки рейок в порівнянні з прототипом, го складається в тім, що вперше в практиці термообробки рейок з нагріву СВЧ на меткомбінаті "Азовсталь" розв'язана задача загартування за єдиним режимом рейок, що мають вуглецю в усьому діапазоні вимог стандарту (0,71-0,82905) замість застосовуваних двох режимів для рейок із складом вуглецю в межах 0,71-0,76905The publicly useful advantage of the declared method of heat treatment of rails in comparison with the prototype consists in the fact that for the first time in the practice of heat treatment of rails with microwave heating at the metalworking plant "Azovstal" the problem of hardening according to a single regime of rails with carbon in the entire range of requirements of the standard has been solved (0.71-0.82905) instead of the applied two modes for rails with a carbon composition in the range of 0.71-0.76905

С ой 0,77-0,8295 С. При такому режимі термообробки рейок забезпечується підвищення фізико-механічних властивостей і якості металу загартовленого шару головки на 3595 в порівнянні з рейками, загартованими по с існуючим двом режимам. Збільшується на 3095 зностійкість і контактно-утомлена міцність металу головки рейок.Сой 0.77-0.8295 С. With this mode of heat treatment of rails, an increase in the physical and mechanical properties and quality of the metal of the hardened layer of the head is ensured by 3595 in comparison with rails hardened according to the existing two modes. The wear resistance and contact-fatigue strength of the metal of the rail head increases by 3095.

Заявлений спосіб термічної обробки рейок являє значний інтерес для народного господарства, тому що при і) впроваджуванні його в виробництво дозволяє збільшити продуктивність рейкогартувальних агрегатів меткомбінату "Азовсталь" і підвищити вихід придатних і експлуатаційну стійкість рейок, а також усунути трудомістку технологічну операцію проміжного складування рейок для гартування з нагріву СВЧ по двох Ге! зо режимах в залежності від вмісту вуглецю.The declared method of heat treatment of rails is of great interest for the national economy, because when i) introducing it into production, it allows to increase the productivity of rail hardening units of the Azovstal Metallurgical Plant and to increase the output of suitable rails and operational stability, as well as to eliminate the time-consuming technological operation of intermediate storage of rails for tempering from microwave heating for two Ge! with modes depending on the carbon content.

ІС)IS)

Claims

The formula of the invention - "- MORE A method of heat treatment of rails, which consists in connecting the rails into a continuous thread, elastic bending of the rails, heating to hardening with high-frequency currents of the rail head along the entire length, primary cooling of the rail head and self-release during continuous sequential movement rail thread through a quenching machine, which is distinguished by the fact that heating for quenching is carried out in two stages, in the first stage heating is carried out to 1050-1100 "С, after which a short-term intermediate natural cooling « 70 to a temperature of 820-860 "С is performed for 10- 25 s, in the second stage heating is carried out to 920-980 "C with stabilization, after which primary cooling is performed to 480-380 "C, while cooling in the temperature range: from 980 "C to 800 "C carried out at a speed of 2-8 "C/s; from 800 "C to 600 "C carried out at a speed of 6-14 "C/s; from 600 "C to 380 "C is carried out at a speed of 4-12 "C/s, FD self-release is carried out in the temperature range of 520-400 "C for 55-90 s, after which secondary cooling is carried out, while the rails are bent along a curve with a maximum curvature on the sole in the heating zone and - cooling by an amount that ensures the balance of residual stresses that arise in the head of the rail during heat treatment.

2. The method of heat treatment of rails according to claim 1, which is characterized by the fact that secondary cooling is carried out from 1 self-tempering temperature to 50-30 "С in the system of upper and lower rollers arranged in a staggered order. 3e) Ф) име) 60 b5